《普通高等教育“十一五”**级规划教材:大学IT(第6版)》参考*新《普通高等院校计算机基础教育大纲》及美国计算机科学和技术专业教学改革CC2001方案,借鉴计算机专业教学改革思路,与中小学IT教育大纲接轨,在山东省高校教学改革立项课题《大学IT教学体系建设与改革研究》工作基础上编写而成。《普通高等教育“十一五”**级规划教材:大学IT(第6版)》共分九章,包括信息技术中的信息来源、信息传输、信息处理和信息应用的诸多方面。每章分五节,内容包括该章概述、理论方法、技术要求、系统和应用。 大学IT(第6版)/普通高等教育“十一五”**级规划教材__中国石油大学出版社_

2.4 嵌入式计算机系统
2.4.1 嵌入式系统基础知识
当今,在计算机领域,嵌入式技术(EmbeddedTechnology)已经成为新的技术热点。嵌入式系统的*典型的特点是它同人们的日常生活紧密相关。小到MP3、PDA等微型数字化设备,大到信息家电、智能电器、车载GPS等运用了嵌入式技术的电子产品设备,在数量上现已远远超过了通用计算机。
1.嵌入式系统的定义
根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。这主要是从应用上加以定义的,从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等装置。
目前国内普遍认同的一个定义是:嵌入式系统是以应用为**,以计算机技术为基础,软件和硬件可裁剪,适合于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。根据嵌入式系统的定义,可从以下几方面来理解嵌入式系统。
(1)嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,它必须与具体应用相结合才具有生命力,才更具有优势。嵌入式系统与应用紧密结合,具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁剪、利用。
(2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物,因此,它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
(3)嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪,满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。嵌入式系统采用“量体裁衣”的方式把所需的功能嵌入到各种应用系统
中,融合了计算机软硬件技术、通信技术和半导体微电子技术,是信息技术(IT,InformationTechnology)的*终产品。
可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,是装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统。大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑,目前有些嵌入式系统还包含有自己的操作系统。
2.嵌入式系统的发展
嵌入式系统的出现已有30多年的历史。近几年来,随着计算机、通信、消费电子融合趋势日益明显,嵌入式系统已成为一个研究热点。纵观嵌入式系统的发展历程,大致经历了以下四个阶段。
**阶段:以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统。这类系统具有与监测、伺服设备相配合的功能,大部分应用于一些专业性强的工业控制系统中,一般没有操作系统的支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控制。这一阶段系统的主要特点是:系统结构和功能相对单一,处理效率较低,存储容量较小,几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简单,价格低廉,以前在国内工业领域应用较为普遍,但是已经远不能适应**的、需要大容量存储的现代工业控制和新兴信息家电等领域的需求。
第二阶段:以嵌入式微处理器(嵌入式CPU)为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。主要特点是:CPU种类繁多,通用性比较弱;系统内核小,效率高;操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好。
第三阶段:以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。主要特点是:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核小、效率高,并且具有高度的模块化和扩展性;具备文件和目录管理、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(API),开发应用程序较简单;嵌入式应用软件丰富。
第四阶段:以互联网为标志的嵌入式系统。目前大多数嵌入式系统还孤立于互联网之外,但随着互联网的发展以及互联网技术与信息家电、工业控制技术结合日益紧密,嵌入式设备与互联网的结合将代表嵌入式系统的未来。目前,很多公司在致力于M2M(机器对机器)通信技术,IBM还推出了“智慧的星球”计划,这标志着嵌入式技术进入到新的层次。
3.嵌入式系统的特点
嵌入式系统与通用型计算机系统相比具有以下特点。
1)面向特定应用
嵌入式系统的专用性很强,其中软件系统和硬件系统的结合非常紧密,一般要针对硬件进行系统的移植。嵌入式处理器与通用微处理器的*大区别在于,嵌入式处理器大多面向具体应用而定制,集成度高,能够把通用微处理器中由板卡完成的任务集成到嵌入式微处理器内部,从而有利于嵌入式系统的微型化,增强移动能力和网络耦合能力。
2)知识密集
嵌入式系统是将先进的计算机技术、电子技术、通信技术、网络技术以及各个行业的具体应用相结合的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以,介入嵌入式系统行业的知识和技术门槛较高。
3)嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低、系统内核小
通用计算机有足够大的内部空间,具有良好的电能供应,而许多嵌入式系统却没有充足的电能供应,尤其是便携式嵌入设备,即使有足够的电能供应,散热设备的增加也很不方便。由于空间和各种资源相对不足,因此,在设计嵌入式系统时应尽可能降低功耗。整个嵌入式系统设计有严格的功耗预算,其硬件和软件也必须围绕这种特性**率地设计,量体裁衣,去除冗余,*大限度地降低应用成本,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。
由于嵌入式系统一般配置于应用系统内部,系统资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小得多。
4)高实时性和高可靠性
嵌入式系统经常用于控制领域,这就要求系统软件实时性要强,因此,常常需要将软件固态存储,以提高速度。
无论用于控制领域还是用于独立设备、仪器仪表,都要求嵌入式系统具有高可靠性,特别是一些在**环境下工作的嵌入式系统,其可靠性设计尤其重要。大多数嵌入式系统都包含一些硬件和软件机制来保证系统的可靠性。
……

第1章 IT概论
1.1 信息与信息社会
1.1.1 信息的定义
1.1.2 信息的特征
1.1.3 信息社会
1.2 信息的数据表示
1.2.1 数据的有效表示
1.2.2 常见数据的表示
1.2.3 数据压缩
1.3 信息科技
1.3.1 信息科学
1.3.2 信息技术
1.4 信息经济
1.4.1 电子商务
1.4.2 IT产业
1.5 信息科技应用
1.5.1 信息科技在通信领域中的应用
1.5.2 信息科技在计算领域中的应用
1.5.3 信息科技在管理领域中的应用
1.5.4 信息科技其他日常应用
小结
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习 题
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第2章 计算机硬件系统
2.1 信息工具——计算机
2.1.1 计算机的起源与发展
2.1.2 计算机的特点
2.1.3 计算机的分类
2.1.4 计算机的应用
2.1.5 计算机的发展趋势
2.2 计算机的工作原理
2.2.1 冯?诺依曼计算机结构
2.2.2 计算机的心脏——CPU
2.2.3 存储器
2.2.4 计算机的工作过程
2.3 微机系统及其主要指标
2.3.1 微机分类
2.3.2 微机的主要性能指标
2.3.3 微机的常见外部设备
2.4 嵌入式计算机系统
2.4.1 嵌入式系统基础知识
2.4.2 嵌入式系统的组成
2.4.3 嵌入式系统的应用
2.5 计算机应用
2.5.1 计算机应用的社会意义
2.5.2 计算机内部结构、输入与输
2.5.3 计算机硬件的安装
小结
信息网
习题
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第3章 计算机软件
3.1 软件概述
3.1.1 计算机软件
3.1.2 软件与硬件
3.1.3 软件兼容性
3.1.4 软件版本
3.1.5 软件版权
3.2 系统软件
3.2.1 操作系统
3.2.2 几种典型的计算机操作系统
3.2.3 数据库管理系统
3.2.4 程序设计语言处理程序
3.2.5 实用工具程序
3.3 应用软件
3.3.1 通用应用软件
3.3.2 专用应用软件
3.3.3 中间件
3.4 软件工程
3.4.1 软件危机
3.4.2 软件工程
3.4.3 软件企业
3.4.4 软件产业
3.5 计算机软件应用
3.5.1 计算机软件的社会应用
3.5.2 计算机软件的技术应用
3.5.3 计算机软件的日常应用
小结
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习 题
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第4章 计算机程序设计与语言
4.1 概述
4.1.1 计算机程序
4.1.2 程序设计步骤
4.1.3 程序设计语言
4.2 模型与算法
4.2.1 建立模型
4.2.2 算法设计
4.2.3 算法表达
4.3 程序设计实现
4.3.1 程序举例
4.3.2 编写程序
4.4 程序的测试、调试与维护
4.4.1 程序测试
4.4.2 程序调试
4.4.3 程序维护
4.5 程序设计语言应用
4.5.1 程序设计语言的分类与选择
4.5.2 软件开发工具
4.5.3 VB程序设计语言
小结
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习 题
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第5章 网络与通信
5.1 通信基础
5.1.1 通信发展历程
5.1.2 通信原理
5.1.3 通信技术
5.1.4 典型的通信系统
5.2 计算机网络基础
5.2.1 计算机网络发展历程
5.2.2 计算机网络的分类
5.2.3 计算机网络的功能
5.3 计算机网络技术
5.3.1 计算机网络的基本组成
5.3.2 网络协议
5.3.3 网络操作系统
5.3.4 Internet的接入方式
5.4 Internet在中国
5.5 通信与网络应用
5.5.1 通信与网络的社会应用
5.5.2 通信与网络的日常应用
小结
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习 题
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第6章 网络信息**
6.1 网络信息**概述
6.1.1 网络信息**的含义
6.1.2 网络信息**的结构层次
6.1.3 网络信息**面临的威胁
6.1.4 网络信息**对策
6.2 密码理论简介
6.2.1 基本概念
6.2.2 网络通信中的加密方式
6.2.3 **密码算法举例
6.3 计算机病毒
6.3.1 病毒的原理、特点与传播途径
6.3.2 病毒的类型
6.3.3 病毒的预防
6.3.4 病毒的清除
6.4 防火墙与入侵检测
6.4.1 防火墙的概念
6.4.2 防火墙的体系结构
6.4.3 入侵检测的概念
6.4.4 入侵检测系统的工作原理和分类
6.5 信息**应用
6.5.1 社会信息**
6.5.2 信息**技术的应用
6.5.3 信息**技术的操作与实践
小结
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习题
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第7章 数据管理
7.1 数据管理概述
7.1.1 数据
7.1.2 数据组织的基本概念
7.1.3 数据管理技术的发展
7.2 数据模型
7.2.1 数据模型的概念
7.2.2 概念数据模型
7.2.3 结构数据模型
7.3 数据管理技术
7.3.1 数据库
7.3.2 数据仓库
7.3.3 数据挖掘
7.4 常用的数据库管理系统
7.4.1 Access数据库
7.4.2 Visual FoxPro数据库
7.4.3 SQL Server 2005数据库
7.5 数据库应用
7.5.1 Access 2003的启动与退出
7.5.2 Access 2003环境
7.5.3 Access数据库
小结
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第8章 多媒体
8.1 多媒体世界
8.1.1 多媒体的发展过程
8.1.2 多媒体的未来
8.2 多媒体中的基本概念
8.2.1 媒体及其五种形式
8.2.2 多媒体信息类型
8.2.3 超文本与超媒体
8.3 多媒体技术
8.3.1 多媒体技术的特点
8.3.2 音频信息处理技术
8.3.3 图像信息处理技术
8.3.4 视频信息处理技术
8.4 多媒体计算机系统
8.4.1 多媒体计算机的硬件系统
8.4.2 多媒体计算机的软件系统
8.5 多媒体应用
8.5.1 多媒体的社会应用
8.5.2 多媒体的技术应用
8.5.3 实用多媒体软件
小结
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习题
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第9章 IT新应用展望
9.1 信息采集技术
9.1.1 传感器
9.1.2 传感器的应用
9.1.3 传感器的发展方向
9.1.4 物联网世界
9.2 信息传输技术
9.2.1 光纤通信原理
9.2.2 红外和蓝牙
9.2.3 卫星通信
9.3 信息处理技术
9.3.1 数字图像处理
9.3.2 声音信息处理
9.3.3 电子指纹
9.3.4 自动翻译
9.3.5 模式识别
9.4 IT应用大视角
9.4.1 导航与卫星定位技术
9.4.2 3S技术
9.4.3 智能机器人
9.4.4 智能大厦
9.5 IT发展展望
9.5.1 3G与三网合一
9.5,2 自动驾驶
9.5.3 量子计算机
9.5.4 生物计算机
9.5.5 社会计算
9.5.6 云计算
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